Com base nos potenciais padrão de redução, calcule o potencial padrão da célula voltaica para cada uma das seguintes reações (já balanceadas) a 298 K :
Passo 1
O que o exercício pede: calcular o potencial padrão da célula voltaica para a reação já balanceada
Informações relevantes dadas (e que usaremos):
- A temperatura é
(ou seja, condições padrão). - Para calcular o potencial padrão da célula precisamos dos potenciais-padrão de redução (
) das semi-reações envolvidas. Vou usar os valores de tabela mais comuns (potenciais padrão de redução):
- O objetivo final é obter
(potencial padrão da célula), em volts.
Passo 2
Escrever as semi-reações na forma de redução (como aparecem nas tabelas) e indicar seus potenciais.
Explicação didática rápida: cada
é o potencial de redução padrão — indica quão favorável é para aquela espécie ganhar elétrons. Valores maiores significam maior tendência a ser reduzido.
Passo 3
Identificar qual semi-reação atua como redução (cátodo) e qual como oxidação (ânodo) no processo global. Regra prática: a semi-reação com maior
de redução é a que será reduzida (cátodo); a outra será oxidada (ânodo).
Comparando:
logo a prata (
) é reduzida e o cobre (
) é oxidado. Isso coincide com a reação dada:
torna-se
(redução) e
torna-se
(oxidação). As cargas/e- estão balanceadas (são
elétrons trocados), então a reação global está consistente.
Passo 4
Fórmula que vamos usar e explicação das variáveis:
Aqui:
-
é o potencial padrão de redução da semi-reação que ocorre no cátodo (a que é reduzida). -
é o potencial padrão de redução da semi-reação que ocorre no ânodo (a que neste caso é oxidada; nota: usa-se o potencial de redução do ânodo na fórmula, por isso subtrai-se).
Substituindo os valores:
Passo 5
Calcular a diferença:
Comentário didático: alternativamente poderia-se inverter a semi-reação do cobre para escrever a oxidação (
) e então somar os potenciais (onde o potencial de oxidação é o negativo do potencial de redução). O resultado é o mesmo. Como
, a reação escrita no enunciado é espontânea nas condições padrão.